基于水化学和稳定同位素的黄土区地下水硝酸盐来源示踪

为明确黄土区地下水中硝酸盐的来源,选择陕北典型黄土区为研究区,在取样分析基础上,综合运用特征离子、稳定同位素(δ(D)、δ(18O-H2O)、δ(15N-NO3-)、δ(18O-NO3-))等多种环境示踪剂对地下水硝酸盐空间分布特征、来源及转化过程进行研究,并运用同位素混合模型(SIAR)定量评价不同来源对地下水硝酸盐的贡献.结果表明,浅层地下水与深层地下水NO3-质量浓度超过世界卫生组织(WHO)饮用水标准(50 mg/L)的样品占比分别为73.7％和51.9％,浅层地下水硝酸盐污染程度(均值91.40 mg/L)整体高于深层地下水(均值78.24 mg/L).地下水NO3-含量空间分布受土地利用类型影响,浅层地下水表现为林地＞耕地＞草地＞果园＞建筑用地,深层地下水为建筑用地＞林地＞果园＞草地＞耕地.地下水NO3-主要来源为土壤有机氮、化肥和粪肥污水,硝化作用是地下水中氮素转化的主导过程,反硝化作用不明显.SIAR模型分析结果表明,地下水硝酸盐受农业活动和城镇化影响显著,其中,土壤有机氮、化肥、粪肥污水和大气沉降对浅层地下水硝酸盐的贡献率分别为46.9％、27.3％、22.8％和3.0％,对深层地下水的贡献率分别为31.1％、21.8％、43.8％和3.3％.